德國MUEGGE公司的工業微波技術原理
MUEGGE 公司的工業微波技術原理主要基于以下幾個方面:
微波是頻率從 300MHz-300GHz 的電磁波2。其電場和磁場方向及大小隨時間作周期性變化,微波與物料直接作用可將超高頻電磁波轉化為熱能2。物料中的水分子是極性分子,在微波電場作用下,其極性取向會隨著外電磁場的變化而變化2。例如 915MHz 的微波可使水分子每秒運動 18.3 億次,致使分子急劇摩擦、碰撞,從而讓物料產生熱化和膨化等一系列過程,達到微波加熱的目的2。
微波發生裝置:包括微波發生器和微波功率放大器。微波發生器利用钁晶振蕩器或其他方法產生微波信號,微波功率放大器則將微波輸出功率放大并輸出1。
微波傳輸系統:由微波傳輸線和微波耦合器組成。微波傳輸線負責將微波信號從微波發生器傳輸到微波加熱腔,微波耦合器用于將微波信號傳輸到微波加熱腔內1。
微波反射裝置:用于反射微波信號,使之在微波加熱腔內形成微波場,讓微波能更好地作用于物料1。
控制系統:主要包含微波功率控制器、溫度控制器和計算機控制系統。微波功率控制器可控制微波的輸出功率,溫度控制器用于控制被加熱物體的溫度,計算機控制系統則可自動控制微波功率和被加熱物體的溫度1。
微波傳輸:微波在微波器件內傳輸,主要通過微波傳輸線、微波耦合器和反射器等傳輸裝置傳輸到微波加熱腔1。
能量吸收:當微波傳輸到微波加熱腔內的物料中時,物料中的極性分子,特別是水分子,會強烈吸收微波能量,使分子的運動加劇,分子間的摩擦和碰撞增多。
傳熱:物料內部的分子由于吸收微波能量產生大量熱量,這些熱量會在物料內部進行傳導和擴散,使得物料整體溫度升高,實現均勻加熱。
在微波等離子體應用中,微波功率產生的高頻電磁場可以使氣體中的分子或原子發生電離,產生等離子體。微波等離子體具有一些優勢,如較高的電離效率,由于微波放電不涉及電極,可降低對敏感部件的污染和損壞風險。而且能在較大壓力范圍內產生電子密度較高的非平衡等離子體,可同時實現高電子密度和高電場強度,進而獲得較高的電子溫度,這對于一些需要高能量密度和快速反應的工業過程非常有利,比如在化學合成、材料處理等領域。
德國MUEGGE公司的工業微波技術原理